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能够牢固抓取细胞的蟹形工具 - China Medical Device Manufacturer
CMDM

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Fri, January 19th, 2018

2009年3月CMDM电子快讯 » 技术新知
能够牢固抓取细胞的蟹形工具

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荧光显微图像显示微夹钳抓取成纤维细胞。
(图片来源: TG Leong 和 CL Randall)。

美国约翰霍普金斯大学的研究人员正在开发一种名为微夹钳的新工具,这种微夹钳可帮助外科医生探查患者体内的复杂部位。尽管要将该器械应用到人身上还需要进一步的工作,但目前该器械已经可以通过热力或生物化学信号抓取和移动细胞。

“这是整个计划的第一步,也是十分重要的一步,我们的目标是开发出一套全新的、具有生化响应性甚至还可能具有自主功能的微米和纳米级手术工具,”该校的化学和生物分子工程学助理教授David Gracias说道。“它可帮助医生用一种效率更高、损伤更小的方式诊断疾病,施加治疗。”

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微夹钳抓取牛膀胱组织,进行取样。

这种微夹钳直径仅0.1 mm,与一粒灰尘大小相近,样子则像一只螃蟹。与计算机芯片的加工方法类似,研究人员同样利用光刻工艺加工这种带有伸展式触手的扁平形微夹钳。触手共计6只,各有3个活动关节,并覆盖有薄薄的一层铬铜合金。该合金层使触手具有一定的应变性,可使触手卷曲、闭合。而关节部位则采用了一种聚合物树脂材料,使关节具有刚性,不会完全闭合。

操作微夹钳时,操作者从体外通过磁体控制微夹钳的移动。微夹钳上有镀金层,因此医生可通过医疗成像技术观察并将其引导至目标部位。器械到达目标部位后,温度升高至1040F,导致关节内聚合物软化,触手闭合。目前,该器械有一个缺点,它只能在目标部位闭合一次,无法重新开启。

研究人员在动物细胞上进行了微夹钳的测试,完成了类似活检的操作。他们还利用磁体引导微夹钳,从水中一群无色珠子中抓取并移动了一颗经过染色的珠子。实验显示微夹钳捕获细胞的过程未对细胞造成损伤,因为实验结束72小时后这些细胞依然存活。

该研究显示这种微型工具可用于各种解剖结构复杂的部位,无需任何导线或导管。Gracias希望与医学研究人员合作,共同开发这种器械,使其能够在人体内进行活检和给药操作。

约翰霍普金斯大学负责技术转让的工作人员已经取得了该器械的临时专利。该研究获得美国国家科学基金会、德雷福斯和贝克曼基金会以及美国国立卫生研究院(NIH)的基金支持,Gracias于去年9月份获得NIH颁发的“新创新者奖”,奖金为150万美元。有关该器械的详细信息,请查阅1月份在线出版的《美国科学院院报》。Gracias希望利用这些基金开发移动式微米和纳米级手术工具。


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